LINUX.ORG.RU
решено ФорумTalks

[нидхелп] Ускорение электрона


0

1

Я сейчас учусь на заочке, и задали сделать лабораторку по физике. Стоит исказать, что физику я знаю очень плохо (или вообще никак не знаю - еще не определился), а задание надо сдать до воскресенья. Может кто расщедрится и поможет? ;) Очень надо.

В свое оправдание могу сказать, что перегуглил уже весь интернет, но готового ответа именно на этот вопрос в гугле не находится. Кроме гугля читал книгу, но увидел там исключительно фигу. Настоящего живого физика я тоже нашел, мы с ним думали в течение довольно долгого времени, но так и не вывели Истину.

В общем, есть у нас ванночка с водой. В противоположные концы ванночки впихали два электрода, и дали на них ток. Как-то так:

===========
=    +    =
=         =
=         =
=         =
=         =
=    -    =
===========

и так:

===========
=    +    =
=         =
=         =
=         =
=         =
=---------=
===========

(во втором случае электрод представляет собой пластинку вдоль одной из сторон ванночки)

Теперь внимание вопрос: какое ускорение приобретает электрон, двигаясь по эквипотенциальной линии?

Эквипотенциальная линия - это линия, на которой все потенциалы одинаковые. Выглядят как замкнутые кривые линии. Взглянуть как это выглядитможно здесь

Формул могу накидать в тред. Но они есть здесь (это полное описание. в doc специально, вдруг кто из читающих тред пользуется MSWord и не сможет открыть odt)... а кроме того, кажется, не мне советовать физикам какими им надо пользоваться формулами :)))

★★★★☆

Савельев подскажет.

Теперь внимание вопрос: какое ускорение приобретает электрон, двигаясь по эквипотенциальной линии?

Ответ: никакое.

Camel ★★★★★
()

> Теперь внимание вопрос: какое ускорение приобретает электрон, двигаясь по эквипотенциальной линии?

там какая-то простая фигня в одну формулу, ЕМНИП, которая такая же простая, как E=mc², кажется, это E=hv

name_no ★★
()
Ответ на: комментарий от name_no

там какая-то простая фигня в одну формулу, ЕМНИП, которая такая же простая, как E=mc², кажется, это E=hv

Есть F(векторная) = E(векторная)*q, плюс F = ma. Только как это совместить с требованием того, что движение идет по эквипотенциальной линии?

stevejobs ★★★★☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

> Хотя бы потому, что в электролитах свободных электронов нет :)

аффтар задачи, какбе наверное имел в виду, что его туда впульнули с какой-то начальной скоростью, вот он и двигается. Возьмем эту скорость за V0 =)

stevejobs ★★★★☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от stevejobs

Еще раз: если у вас в ванночке электролит, электронов там нет. Это раз.

Если хотите вычислить действующие на ионы силы, вам, помимо электродинамики, придется еще и гидродинамику приплюсовать. Это два.

Т.к. у вас нет излучения, движение зарядов происходит с нулевым ускорением. Это три.

Среднюю скорость дрейфа ионов можете посчитать, исходя из законов электролиза.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от stevejobs

> Только как это совместить

Я ж не помню, я последний раз это в школе делал. В универе на физике мы почему таким не занимались.

name_no ★★
()
Ответ на: комментарий от stevejobs

Так у вас пузырьковая камера, что ли?

Тогда рисуйте распределение потенциала, вектор начальной скорости электрона, рассчитывайте ускорение (a=Ee/m_e).

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()

какое ускорение приобретает электрон, двигаясь по эквипотенциальной линии?

А на эту фразу я внимания сразу и не обратил :)

Правильный ответ: 0.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

> Правильный ответ: 0.

1) интуитивно-то оно понятно... А можешь рассказать какое-нибудь обоснование для этого?

2) эквипотенциальная линия - кривая. Как можно двигаться по кривой без ускорения?

stevejobs ★★★★☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от stevejobs

1) Если забыть про гидродинамику, и считать, что электрон движется в вакууме, то ускорение будет = 0. Но только мне не понятно, что может заставить электрон двигаться вдоль эквипотенциальной поверхности, если на него действует кулоновская сила перпендикулярно этой поверхности, а о других силах (например, воздействие магнитного или гравитационного поля) в условии ничего не сказано.

2) См. п.1.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

> Но только мне не понятно, что может заставить электрон двигаться вдоль эквипотенциальной поверхности, если на него действует кулоновская сила перпендикулярно этой поверхности

вот и мне непонятно :(((

stevejobs ★★★★☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от stevejobs

Полное условие задачи в студию. Явно чего-то не хватает. Либо вы что-то не дописали, либо у составителя задач чего-то не хватило...

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()

В общем, включаем режим телепата. Предполагаем, что электрон движется по эллиптической орбите вокруг анода. В этом случае его притяжение к аноду компенсируется центробежной силой. Зная начальную скорость электрона, находим эту силу. Но при этом векторная сумма всех действующих на него сил все равно будет = 0.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Полное условие задачи в студию.

Полная картина такая: есть собсна эти ванночки с электродами, и в ходе работы надо измерить потенциалы в разных местах ванночки и начертить на бумажке эквипотенциальные линии. После выполнения этой офигительной художественной работы надо ответить вот на эти «контрольные вопросы»:

1. Дайте определение электростатического поля и его характеристик. 2. Оцените величину силы, действующей на электрон, помещенный в некоторую точку исследуемого поля. 3. Рассчитайте работу по перемещению электрона между двумя точками в исследуемом поле (точки выбираются произвольно). 4. Могут ли пересекаться линии вектора напряженности электрического поля? 5. Могут ли пересекаться эквипотенциальные линии? Почему? 6. Какое ускорение приобретает электрон, двигаясь по эквипотенциальной линии?

Сабжевый вопрос - это вопрос номер шесть. Ничего кроме этих вопросов (ну и ванночки с электородами и вольтметром) собсна нету.

Кстати, на поиграться есть компьютерный эмулятор ванночки :))) Скачать можно здесь (переименовать txt в exe и запустить вайном)

stevejobs ★★★★☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от stevejobs

Мат без электричества.

Двигается по _кривой_, а ускорение никакое? Так вообще может быть?

Если известна траектория, а она у тебя известна, это эквипотенциальная линия, то зная скорость можно вычислить ускорение. Электричество тут вообще ни при чём. Если электрон движется по эквипотенциальной линии, то электрическая сила его не ускоряет ни в какую сторону, а кто его заставляет двигаться по эквипотенциальной линии в задаче не говориться. Электрон в вакууме движется вдоль линий электрического поля, соответственно поперёк эквипотенциальных.

Camel ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от stevejobs

:)

Не забывайте, что такое эквипотенциальная поверхность. Если какое-то тело движется в каком-то поле по эквипотенциальной поверхности, значит, векторная сумма всех сил, действующих на это тело, равна нулю. Хотя бы потому, что это самое поле работу над телом не совершает (т.к. работа пропорциональна изменению потенциала).

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: Мат без электричества. от Camel

«Сферический электрон в вакууме», «летающий» в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, вокруг положительного заряда, теоретически, может двигаться и по эквипотенциальной для ЭП линии.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()

Большое спасибо за поддержку Camel и Eddy_Em!

Баг помечен как resolved.

stevejobs ★★★★☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Электростатика.

«Сферический электрон в вакууме», «летающий» в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, вокруг положительного заряда, теоретически, может двигаться и по эквипотенциальной для ЭП линии.

Вы правы. Я предположил, что задача об электростатике, соответственно магнетизм не рассматривается, но в более общем случае всё будет происходить именно так как вы сказали.

Camel ★★★★★
()

Вообще говоря например в первом случае если он будет по ней двигаться, то при учете что силы будут действовать перпендикулярно движению, его ускорение будет равно радиальному, т.к. тангенсальное будет равно нулю. Хотя может я это уже сдал и забыл еще на 2 курсе

upcFrost ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от upcFrost

Радиальное ускорение в этом случае тоже равно нулю, т.к. кулоновская сила полностью компенсируется центробежной.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

ЩИТО??? Центробежная сила действует только в неинерциальных системах отсчёта и не является «физической». Или ты хочешь сказать, что спутнике по орбите тоже без ускорения двигаются?

Yareg ★★★
()
Ответ на: комментарий от Yareg

Ясен пень - без ускорения, иначе невесомости на космических кораблях бы не было ;)

Равнодействующая всех сил = 0 => ускорения нет. Физика, что-то в районе 7 класса.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

> Ясен пень - без ускорения, иначе невесомости на космических кораблях бы не было ;)

Равнодействующая всех сил = 0 => ускорения нет. Физика, что-то в районе 7 класса.

Видимо на седьмом классе вы и остановились.

PolarFox ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от PolarFox

Ну объясните мне, дураку, откуда возьмется ускорение у тела, движущегося по эллиптической орбите вокруг другого тела при отсутствии прочих сил?

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

> Ну объясните мне, дураку, откуда возьмется ускорение у тела, движущегося по эллиптической орбите вокруг другого тела при отсутствии прочих сил?

Вспоминаем седьмой класс и одну из формулировок второго закона Ньютона. Ускорение = Сила / Масса. Из того же седьмого класса: Сила притяжения = Гравитационная константа * масса1 * масса2 / Расстояние^2. Соответственно Ускорение = гравитационная константа * масса2 / расстояние^2.

Если скорость тела меняется, а поворот вектора скорости это тоже изменение, то это значит что на тело действуют силы, равнодействующая которых не ноль, а значит есть ускорение.

PolarFox ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

> Поздравляю! Вы открыли центробежную силу, которая по модулю равна силе тяжести :)

Во идиот, а. В системе отсчёта относительно тела которое мы считаем неподвижным (вокруг которого вращается второе тело) нет никакой центробежной силы.

PolarFox ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от PolarFox

В системе отсчёта относительно тела которое мы считаем неподвижным

Ага, оно гвоздями к «эфиру» прибито. Именно благодаря колебаниям звезд относительно положения равновесия и открывают планеты вне солнечной системы.

Откройте для себя уже третий закон Ньютона.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Ты придурок, школьник или типа меня затролел? При описании движения всегда присутствует система отсчёта, в которой какое-либо тело считается неподвижным.

PolarFox ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от PolarFox

Тьфу на тебя. В этом случае придется вводить неинерциальную систему отсчета и учитывать всякие идиотские поправки. Проще всего точкой отсчета считать центр масс - тогда все будет достаточно просто (man задача двух тел).

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

> В этом случае придется вводить неинерциальную систему отсчета и учитывать всякие идиотские поправки.

Центробежная сила и есть идиотская поправка для неинерциальной системы отсчёта.

PolarFox ★★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.